Fenton氧化技術(shù)在高鹽有機(jī)廢水處理過(guò)程中的應(yīng)用及優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著社會(huì)文明和科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生各種各樣的工業(yè)廢水，并將其排放到自然環(huán)境中，其中不乏大量的高鹽有機(jī)廢水。這些廢水的生產(chǎn)途徑廣泛，水體成分復(fù)雜，水量也在逐年增加，其主要來(lái)自化工廠的生產(chǎn)過(guò)程及石油、天然氣的采集過(guò)程，這些廢水中所含有的大量有機(jī)物會(huì)直接導(dǎo)致江河水質(zhì)礦化和富營(yíng)養(yǎng)化提高，給土壤、地表水、地下水等帶來(lái)越來(lái)越嚴(yán)重的污染。不僅如此，高鹽廢水還會(huì)對(duì)水體中的微生物產(chǎn)生抑制和毒害作用，從而嚴(yán)重影響生物處理系統(tǒng)的凈化效果

2、。因此有效處理高鹽有機(jī)廢水對(duì)人們賴以生存的環(huán)境以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都是至關(guān)重要的。
　　本論文圍繞Fenton氧化在高鹽有機(jī)廢水處理過(guò)程中的應(yīng)用和優(yōu)化集成工藝為主線開(kāi)展相關(guān)研究。首先，采用活性炭吸附和兩級(jí)Fenton氧化集成工藝處理含有大量對(duì)氨基苯酚的工業(yè)生產(chǎn)廢水，研究Fenton試劑的投加模式對(duì)廢水中有機(jī)物去除效率的影響。此外，為了進(jìn)一步提高高鹽條件下Fenton氧化過(guò)程對(duì)有機(jī)物的去除效率，我們還通過(guò)鹽酸羥胺和苯醌作為強(qiáng)化劑，加

3、速Fenton氧化中三價(jià)鐵反應(yīng)體系，在探究鹽酸羥胺和苯醌作為強(qiáng)化劑強(qiáng)化Fenton反應(yīng)處理高鹽有機(jī)廢水效果的同時(shí)，也解析了其反應(yīng)機(jī)制，以便之后采用與其它工藝協(xié)同聯(lián)用的組合工藝來(lái)處理高鹽有機(jī)廢水。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）采用活性炭吸附和兩級(jí) Fenton氧化組合工藝處理高鹽度對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。從結(jié)果來(lái)看，pH值對(duì)活性炭去除有機(jī)物的影響較小。當(dāng)活性炭投加量為4g/L時(shí)，TOC的去除率為50％左右。分級(jí)投藥模

4、式可以有效提高Fenton氧化對(duì)有機(jī)物的去除效率。在溫度為25oC、pH為3、30% H2O2的投加量為3%（v/v）、Fe2+與H2O2摩爾比為0.05時(shí)，經(jīng)兩級(jí)Fenton氧化處理后，出水TOC降至150mg/L以下。此外，F(xiàn)enton氧化后形成氫氧化鐵污泥顆粒粒徑為4.5μm，經(jīng)過(guò)聚丙烯酰胺（PAM）絮凝之后，污泥的粒徑明顯增加，過(guò)濾特性改善。此外我們還發(fā)現(xiàn)，PAM絮凝效果依賴于溶液的 pH值，當(dāng)pH超過(guò)10后會(huì)失去作用，故在使用

5、過(guò)程中需要嚴(yán)格控制溶液的pH值。
　?。?）在室溫條件下，通過(guò)鹽酸羥胺和苯醌來(lái)加速三價(jià)鐵向二價(jià)鐵的轉(zhuǎn)化，從而強(qiáng)化Fenton氧化對(duì)高鹽溶液中甘油的去除效率。經(jīng)研究表明，當(dāng)氯離子濃度較低時(shí)（小于0.1mol/L），F(xiàn)enton氧化對(duì)有機(jī)物的去除效果基本不會(huì)受到抑制。然而，隨著氯離子濃度的不斷增加，F(xiàn)enton氧化對(duì)高鹽溶液中有機(jī)物的氧化去除效果明顯受到影響。另外，在鹽酸羥胺和苯醌存在的條件下，鐵離子的水解、沉淀過(guò)程明顯受到抑制，同時(shí)

6、反應(yīng)介質(zhì)中亞鐵離子濃度明顯高于未投加兩種藥劑時(shí)的濃度。不僅如此，我們還發(fā)現(xiàn)苯醌-Fenton（BQ-Fenton）體系中過(guò)氧化氫的分解速率要高于鹽酸羥胺-Fenton體系（HA-Fenton）。電子自旋共振波譜儀（ESR）的分析結(jié)果表明，相比較空白組實(shí)驗(yàn)，高鹽條件下Fenton反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的羥基自由基會(huì)明顯減少，而添加苯醌和鹽酸羥胺后羥基自由基的產(chǎn)生量明顯增加（尤其是鹽酸羥胺）。這部分研究為 Fenton反應(yīng)去除高鹽廢水中有機(jī)物時(shí)會(huì)受到